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文档简介
1、空气源高温热泵调研报告一、简介空气源热泵是利用冷媒,在压缩机的作用下,在系统内循环流动。冷媒在压缩机内完成气态的升压升温过程(温度高达100),冷媒进入换热器后释放出高温热量加热水。冷媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程。高温空气源热泵的“高温”是相对于目前占市场主导地位的最高热水出水温度在55以下的空气源热泵产品而言,一般指环境温度在1015以上时,供热温度在60以上的产品,正常运行出水温度范围在075,最高可达85.可以满足大部分生活及工业热水系统的水温要求。虽然在供热出水温度上只有十几度的提高,但对于热泵技术来说却是一个极大的突破。此外,空气源高温热泵在烘干
2、方面也有较好的应用前景。二.高温热泵和普通热泵的区别(1)能效比不同高温热泵要求热泵的出水温度比常规的要高。众所周知,热泵机组出水温度越高,需要的热量就越多,而热效率却反而下降。常规的空气源热泵热水器,在工况一定的情况下,出水温度在40时热效率相对比较高,在35之间;一旦温度达到50时,热效率就变得很低,在3以下,有的甚至不到2。高温热泵在设计之初就充分地考虑到热效率的问题,如果热泵技术不能解决热效率的问题;那么,做为替代性新能源在节能方面就根本没有什么优势了。因此,一定要选用具有高热效率的工质,才能充分体现热泵产品的高效。应用这种工质,在额定工况下,出水温度在40时,热效率比普通热泵高了近3
3、0%;而出水温度在60以内时,依然很高,和普通热泵的出水温度在40相当,高温热泵出水温度在85还能保持3以上的热效率。所以,如果将高温热泵技术应用到普通的生活用热水需求中,热效率变得很高,是必须达到的标准,也是消费者能够享受得到的实惠。更节能的产品,就意味着花了更少的经济来获得更好的使用价值。(2)出水温度更高普通热泵,出水温度只能控制在60以内,超出这个温度范围,设备的寿命会大大减短,而且在运行时,故障率变得很高,影响正常的生产生活。高温热泵在85的出水温度以内时,设备依然很稳定,热效率还是那么高。高温热泵在60出水温度以内时,比普通热泵更节能;并且,它能扩大温度的使用范围,在6085也能节
4、省能源,从而成为未来工业生产中,不可或缺的替代性性能源设备。(3)系统运行更稳定热泵设备的运行是否稳定和设计选型及技术配套是息息相关的。高温热泵,首先是根据所发现的工质来进行各种测试,当各种指标都能满足高温热泵要求时,就根据这种工质的特性来选择需要的压缩机类型。接着就去寻找专业的压缩机生产厂商,让他们根据我们的要求来设计并制造压缩机,以确保我们的设计能得以实现。再就是,运用各个知名供应商提供的配套产品来完成高温热泵的集成。当然,控制系统也不能忽视,我们根据不同的产品开发出了不同的控制系统,充分保证高温热泵环保高效和使用稳定。普通热泵从设计到制造,考虑的都是普通的要求,因此在原材料的选择上和高温
5、热泵是不一样的:普通热泵的原材料是按照普通的工作工况配置,不能满足过高温高压工况要求,当出水温度要求相对比较高时,系统的故障率就会大大增加;高温热泵选择的是必须能保证高温热泵工作工况的高温高压的材料,完全能够满足过高温高压要求。(4)应用范围更广高温热泵除了在普通热泵所工作的常温生活用热水领域,更能体现在工业用热方面。在工业蒸汽锅炉的预热和余热回收再利用,建筑采暖,食品高燥烘烤,其他工业品的干燥烘烤等方面都有广阔的市场,高温热泵在干燥烘干方面越来越受到大中型厂家的亲睐。以下是高温热泵在干燥烘干方面的特点:1.节约能源节约能源是热泵最初应用的出发点,也是主要的优点。热泵低温(1545)干燥木材时
6、可节约能耗4070。干燥大米的适宜温度为3550。温度虽低,但是需要大量的热。传统干燥器的效率只有35,而用热泵干燥效率将明显提高。布匹对干燥温度有严格的要求,热泵干燥机组不但能满足此要求,而且比传统的热泵干燥机组节能50左右。热泵干燥技术应用在蔬菜脱水中节能高达90。近年来,越来越多的研究人员也证实了热泵干燥机组的节能特性。2.干燥产品品质好热泵干燥是一种温和的干燥方式,接近自然干燥。表面水分的蒸发速度与内部水分向表面迁移速度比较接近,使被干燥物品的品质好、色泽好、产品等级高。用普通的干燥方法得到的芳香类挥发性物质保留少、耐热性差的维生素保留低、颜色变化较大。例如:用滚筒干燥机得到生姜的生姜
7、素保持率仅为20,而用热泵干燥得到的生姜素保持率高达26。VanBlarcom和Mason的试验表明,即使在50下,采用热泵干燥的澳大利亚坚果也不会出现上面所说的褐变现象,能较好地保持坚果原有的色泽、风味及营养成分。3.干燥参数易于控制且可调范围宽热泵干燥过程中,循环空气的温度、湿度及循环流量可得到精确、有效的控制,且温度调节范围为-20100(加辅助加热装置),相对湿度调节范围为1580,适合于热敏性物料的干燥。4.环境友好物料干燥不仅要求提高产品质量和节约能耗,同时必须对环境友好。基于相同的评价标准,热泵对全球变暖的影响与电释放的CO2相比是很小的。对环境的友好是热泵干燥的优点。目前,国外
8、提倡应用热泵来减少CO2的排放,它必将得到进一步应用。三、市场前景我国幅员辽阔,气候多样,因建筑物的地理位置功能等不同,采暖空调及热水系统形式亦各不相同。并且随着人们对环保和能源问题的重视,大量原有使用燃油、燃煤、燃气等锅炉设备都需要改造。而一些新上马的供热系统工程,也需要主动寻找一些节能、安全、无污染的加热设备安装。目前,空气源热泵技术作为供热设备行业的一个热点,空气源热泵各类产品层出不穷。短短几年时间,在我国的空调市场上已经有数百家国内外企业加入空气源热泵产品生产销售之中。但是,由于压缩式制冷技术在工质和冷凝温度等的局限性,空气源热泵在制热工况下的出水温度一般只能达到55左右。这对于原来使
9、用燃油、燃煤、燃气等锅炉设备高温用水的工程的改造以及一些特殊的行业(特别是工业上的如食品、电镀、化工、屠宰等行业)需要高温热水作为生产资源的工程项目,55的供水温度已经不能或不完全能满足系统的使用要求,从而限制了空气源热泵这一经济节能的技术的推广应用。高温空气源热泵技术正是在这一背景下应运而生,最高可达85的供热出水温度大大的拓展了空气源热泵技术的应用范围。另外,随着国民经济迅速发展和人民生活水平的提高,采暖、空调、生活热水等的能源需求越来越大,是一般民用建筑物能源消费的主要部分。在发达城市,夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的4050%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉
10、的大量使用,向环境排放大量的燃烧产物,如CO2、SO2、NOx、粉尘等,对环境造成严重的污染,引起全球气候变暖、酸雨、土地沙漠化等灾害,也严重影响了人们的身心健康。因此空气源热泵的使用是替代传统的制冷机+锅炉的建筑物空调、采暖、供热模式,是改善城市大气环境、节约能源的一条有效途径。同时,高温空气源热泵不但在产热水上温度高达85度,在烘干方面也能做到95度的高温热风,在农业、药材、工业上面有了很大的应用,这也是我国节能产品能利用一个新的发展方向。四、空气源高温热泵的应用实例1.工业高温热水应用(1)屠宰厂高温热泵的应用随着人们对肉类产品需求的快速增长,我国屠宰业迅猛发展。我国是全球第一肉类生产大
11、国。2008年全国肉类总产量为7 278.7万t,约占世界肉类产量的29%。民生问题与肉食品行业有不可分割的联系,然而,只有科学的发展方式才能改变我国肉食品行业更方面的落后面貌。在未来的“十二五”期间,我国肉类食品应优化资源的配置,完善产业链,将产业结构向合理和可持续发展方向调整。只有这样,才能让我国肉类食品行业有实质性的发展,才能为保障和改善民生作出有力贡献。为了加强生猪屠宰管理,保证生猪产品质量安全,保障人民身体健康,严格执行国务院生猪屠宰管理条例,实行生猪定点屠宰、集中检疫制度,对所有的生猪定点屠宰企业的资质条件进行审核,淘汰落后产能,进一步调整优化行业布局。屠宰业的流程规范化有利的推进
12、屠宰业的发展。 屠宰与分割车间根据生产工艺流程的需要,在用水位置应分别设置冷、热水管。清洗用热水温度不宜低于40,浸烫池水温应根据猪的品种和季节进行调整,调节范围宜取5863。传统工艺采用锅炉制取热水,耗能大,使用成本高;采用高温热泵技术系统,操作简单稳定,运行费用低,保证生产工艺流程正常运行。 高温热泵屠宰业热水流程如下:1)空气源热泵制取热水:空气源热泵通过吸收空气中大量的低位热能,经过压缩机的压缩变为高位热能,传递给水箱中,把水加热起来储存备用。2)储水箱补水:补水是在每天结束后进行,由时间控制器控制,具体补水时间可以设定、更改;水箱内设浮球水位控制器
13、。到达补水条件后,补水泵自动启动;满水后,通过浮球控制器自动停止补水泵。3)屠宰恒温:屠宰过程中,由于屠宰池表面散热、生猪入池,造成池温下降;工作时调整恒温阀的开度,使高温水由生猪入口处不断补入屠宰池,低温水由溢流口排出。依靠热水的不断补入来维持恒温。(2)农副产品加工厂冷冻食品食用油加工厂高温热泵的应用冷冻食品食用油加工厂需要用到较高温度的热水,目前一般是采用蒸汽来加热,由于是食品卫生要求比较严格,燃煤锅炉的应用很受限制,一般采用燃气、燃油和电能来作为加热燃料。蒸汽锅炉的安全性能要求很高,燃气和燃油对环境具有一定的污染性。可采用高温热泵热水器来预热水到85度,另外对冷冻机的余热进行回收,可以
14、大大提高冷冻即的能效比,工厂的运行费用可降到最低。(3)电镀厂高温热泵的应用在电镀厂加工中,电镀镍、铬等前处理都需要保持5080的热水 而现在电镀池需要的热水大部分是由柴油锅炉提供蒸汽加热和电加热为主,如今能源的价格不断上涨,使用油、煤等加热设备运行费用相当昂贵,造成了能源损耗,而且直接污染了环境。在全世界节能减排的氛围下,我国政策也开始倾斜,减少生产过程中的动力能源消耗,问题迫在眉睫。此外,温度对电镀表面质量、电镀效率等都有重要影响。因此,凡是需要升温的镀种,都应该有恒温控制的升温设备,并要求员工做镀液的温度记录。当然从能源节约的角度,要尽量采用常温工艺。但是有些镀种目前只能在一定的高温下工
15、作才行。关键是加强管理,防止过热造成的能源和镀液蒸发的浪费。对温度管理不限于镀槽,热水洗涤温度也应该加以管理。很多电镀企业只重视镀槽的温度控制,而不管热水,不是加热不足,就是加热过度,对质量不利也浪费资源。采用高温空气能热泵热水机恒温出热水,为企业剔除电镀池不恒温的诟病,保证电镀池在一定的温度,从而保证了产品质量,为工厂节约不少人力物力财力。目前已有不少电镀厂使用的热泵热水机组替代了锅炉、电等加热设备,高温热泵热水机组在电镀行业的普及已是一个必然的趋势。电镀液加热方式对比加热设备加热方式现状及特点蒸汽加热蒸汽直接加热或通过蒸汽盘管间接加热需要蒸汽锅炉、审批程序复杂;能耗大,使用成本高,压力容易
16、有高压爆炸等安全问题;特种行业需要专职人员操作煤锅炉加热热水盘管间接加热使用过程中有废弃、废渣等污染问题;需要专门的锅炉工操作。燃油锅炉加热热水盘管间接加热使用过程中有废弃、废渣等污染问题;需要专门的锅炉工操作。柴油成本高且时常供应不稳定。燃气锅炉加热热水盘管间接加热使用过程中有废弃、废渣等污染问题;需要专门的锅炉工操作,有燃气(液化石油气或天然气)泄漏和爆炸的危险。电热管加热通过电热管直接加热温度加热区域不均匀;有漏电危险,能耗大,加热成本高。高温空气源热泵热水盘管间接加热1、 可以有效提高85的高温热水用于电镀液保温。高温热泵排风口的温度稳定,将排风回收,引入生产车间,可为车间提供冷气,降
17、低车间温度,提升工作环境。2、 电镀后的零件也可以采用高温空气源热泵进行脱水烘干。3、 采用高温热泵可以降低电镀成本,大约相对常用电加热的1/4的费用,是燃油加热的1/3的费用。2.在烘干方面的应用1、农业方面:烟叶、茶叶、黄花菜、木薯、砂礓、木材等等; 木材干燥是较成功的应用热泵干燥技术的领域之一。虽然用热泵技术干燥木材较常规气流干燥耗时多,但显著的节能效果和较高的木材利用率使热泵干燥法成为木材干燥加工的主要手段之一,特别适用于那些商业价值高、干燥难度大的“难干木材”。近年来,北京林业大学一直致力于木材热泵干燥的理论研究(1992,张璧光;1996,张璧光
18、),积累了大量实验数据和实践经验,而在实际运行中节能效果和干燥效果均较理想。 种子的干燥 热泵干燥技术的低温干燥特性比较适合于种子干燥,相关研究人员用热泵干燥机分别对玉米、大豆、稻谷、白菜种子进行了干燥试验研究。622天津大学的马一太教授通过热泵干燥种子的实验” 研究证实了热泵干燥是一种良好的种子干燥方法,能够保证种子的干燥品质,提高干燥温度,减小干燥空气相对湿度,降低初含水率,缩短干燥时间。在干燥空气流速较低的情况下,干燥空气流速对干燥速率影响很小。种子的发芽率和健芽率受干燥温度影响最大,建议白菜种子的干燥温度不宜超过40。在条件允许的情况下,
19、热干燥可采用双干燥室和较低温度进行间歇干燥,从而提高种子的干燥质量。2、食品方面:腊肉、海鲜、果脯、红枣、食用菌、红薯等等; 把热泵干燥技术应用于食品物料的干燥愈来愈得到人们的关注。一方面是过去对食品等热敏感性物料的干燥一般采取冷冻干燥,但干燥成本太高;另一方面是热泵干燥的干燥条件温和,干燥参数易于控制,能够得到与冷冻干燥品质相近的产品热泵干燥食品物料时其干燥温度能在-20 60范同内调节,采用恰当的控制方法,热泵干燥系统可在常压下实现冷冻干燥。Chua et a1(2000)应用他们自己设计的二级蒸发热泵干燥系统,根据不同的农产品,设定了不同的干燥介质温度
20、,得到的产品质量好,而且在整个干燥过程中颜色和维生素C的损失分别下降87和20。3、药材方面:人参、枸杞、金银花、罗汉果、三七、贝母等等; 高温热泵高烟草专用全自动烘干系统,已在烟草、食用菌、农作物烘烤领域已经获得规模化的生产应用。设备热效比达1:35,安全、环保,热泵供热适合烤烟规模种植的供热,冷凝排湿的密集烤房及其自控设备,其热效比最高达到5左右,烘烤性能稳定,能有效准确地实现烘烤工艺要求的各项指标,确保烟叶内在和外观品质,烤干1kg干烟叶耗电量仅有1kWh。而且,烘烤过程污染达到零排放,能够一机多用,随着我国电力供应逐渐达到富裕程度,该技术具有广阔的应
21、用前景。热泵烘干机与传统的烘干方式成本对比:四、国内发展缓慢的原因1、 行业时间短,用户认识度低。高温烘干热泵是在07年开始研发,01年开始做空气能热泵热水器,从转型到空气能高温烘干热泵研发也经历过几年时间,不像一些厂家做空气能热泵热水器也是07年,08年才开始,在北方一带好多用户连空气能热泵热水器是什么都不知道,到现在就连北方一些用户都知道空气能高温烘干热泵。2、 一些小厂家的介入目前空气能高温烘干热泵市场也慢慢开始比较烂,一些中小型厂家看到空气能高温烘干热泵前景广泛,也开始在贴牌生产,但对于真正的烘干技术还是有一定的差别,使好多物料都达不到理想的效果,销售量不够。(1) 没有一个大的品牌(
22、2) 贴牌厂家的误导3、 政府扶持力度不够相比太阳能,政府有一定的补助,而空气能高温烘干热泵却没有,因为空气能高温烘干热泵一般的情况下,投资大,但回收力度也大。真正政府应该考虑到空气能高温烘干热泵也享受一定的补助政策。五、高温空气源热泵生产企业1.广东同益电器有限公司成立于1999年,是专业从事热泵技术研发和热泵产品制造的高科技企业,是国内最早从事空气能热泵热水器研发生产的企业之一。同益热泵旗下拥有同益新能源科技有限公司、同益电器南海生产基地、同益全球营销服务中心以及同益热能研发中心。公司通过了ISO9001:2008质量管理体系、ISO 14001:2004环境管理体系、OHSAS 1800
23、1:2007职业健康安全管理体系认证,是家用和类似用途热泵热水器、热泵热水机(器)能效等级标准国家标准的起草副组长单位,同时也是国家科技部863计划“复合冷凝热泵热水空调及冷热源新技术研究”课题组成员单位,拥有广州市政府认定的广东同益热能研发中心,承担着省、市、区各级科技创新项目。历经十几年的精耕细作,同益热泵至今已开发出包括家用机、商用机、地暖空调在内的16大系列产品,充分满足家庭用水、商业用水、泳池恒温除湿、地暖、废水余热回收等多种不同需求。同益热泵不仅全系列产品通过3C认证,而且获得了“全国工业产品生产许可证”、高新技术产品认证、欧盟委CE认证和国际电工组织CB认证等多项认证。产品远销日本、北美等数十个国家和地区,广受全球用户好评,多次获得“最受消费者喜爱产品”,同益热泵也一举跨入行业高端品牌行列。2.广东西莱克空调设备有限公司自一九九七年创建伊始,14年来我们一直专注于热泵,是国内和欧洲主要的热泵采暖及热水设备供应商,拥有广州、佛山两大生产基地,厂房面积达10万平方,建有八条主机设备和末端设备生产线、及钣金加工生产线和换热器生产线,并设立了节能研发中心,形成了以节能和低温为导向的技术研发、企业管理、充满活力的企业氛围。西莱克商用热泵
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